【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高輝度薄型面状光源に関し、さらに具体的には、輝度が高く、優れた輝度均一性を有し、薄型で、大面積化が容易な面状光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
面全体を明るくしてその面の全方を照らす面状光源は、小さいものは腕時計や携帯電話の表示装置のバックライトから、パーソナルコンピュータの液晶表示板用のバックライトや、屋外照明や屋外表示装置のバックライトなど、そのニーズは多く、さらに大型化の試みもなされている。
【０００３】
図１１〜図１４は従来の面状光源を説明する図である。
【０００４】
図１１は従来の面状光源の一例を説明する斜視図で、符号１０１は面状光源、１０２は照明面、１０３はケース、１０７と１０８は矢印である。
【０００５】
図１２は図１１の面状光源１０１のＡ２−Ｂ２の部分の断面図であり、照明面１０２とケース１０３で囲まれた空間に照明用光源として複数本の管状蛍光灯１０４を配置し、照明面１０２として乳白色の半透明の乳半板を配置してある。
【０００６】
図１２においては、照明面１０２の下に直線管状の蛍光灯１０４を４本配置してある。ケース１０３の下板１０５は、内側が光が乱反射する反射板になっており、点灯された蛍光灯１０４から発した光は、蛍光灯１０４から直接照明面１０２の方に進む光と下板１０５に反射されて照明面１０２に進む光の双方が半透明の乳半板である照明面１０２から矢印１０７の方向に出射して照明光となる。
【０００７】
図１２の例においては、照明面１０２から矢印１０７の方向に光が出射している状態を矢印１０８の方向から見たときに、蛍光灯１０４の形の明るい像が照明面１０２を通して見えてしまうため、照明面１０２と蛍光灯１０４の間隔をある程度大きくとって蛍光灯１０４の形の明るい像を目立たなくするように工夫している。
【０００８】
そのため、この例のような面状光源はケースの厚みが厚くなってしまうという大きな欠点を有しているとともに、照明面１０２を見たときの蛍光灯１０４の姿形を視認できないまでにするのは難しく、輝度が高く、面全体が均一な輝度の照明を得ることができない。
【０００９】
図１３は、この欠点を解決する１つの方法といえる従来の例で、導光板を用いた面状光源１１０を説明する断面図である。図１３において、符号１１１は導光板、１１２は導光板１１１の両側に配置された直線管状の蛍光灯、１１３はケース、１１４は導光板１１１が載置されているケース１１３の下板、１１６〜１１８は矢印である。
【００１０】
図１３で、点灯された蛍光灯１１２から発する光のうち、矢印１１６の方向に進行した光は導光板１１１の内部へと進み、導光板１１１内で散乱を受け矢印１１７の方向へ出射して照明光となる。
【００１１】
図１３の場合、導光板１１１が照明面となる。この場合、矢印１１８の方向から見たときの輝度ムラは目立たず、光源の厚みは薄くなるが、図１３においてケースの見切りから出ている照明面の幅を大きくすると照明の輝度を大きくすることができず、図１２に示したいわゆる直下型の面状光源に比べて暗く、用途は限られたものとなる。
【００１２】
面状光源として、厚みが薄く、照明面の面積が大きな高輝度面状光源の実現が強く望まれている。
【００１３】
図１４はこのような課題を解決しようと試みられた従来の面状光源を説明する斜視図である。図１４において、符号１２１は図１３を用いて説明した導光板を用いた面状光源と同様の面状光源１２２ａ〜１２２ｄの４つを図示のように配置して構成した面状光源であり、１２３はケース、１２５〜１２８は４つの面状光源１２２ａ〜１２２ｄを接続している接続部分である。
【００１４】
この接続部分１２５〜１２８の存在は、蛍光灯からの直接光を遮断するが、照明面全体としては輝度ムラとなって照明の質を低下させてしまう。この接続部分１２５〜１２８をできるだけ細いものにすべく工夫しても、良質の面状光源を得ることは困難である。
【００１５】
以上説明した従来の欠点は、図１１〜図１４の如き従来の面状光源において、蛍光灯の代わりに冷陰極菅を用いても同様である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、高輝度で輝度ムラの少ない広い照明面積の照明面を有する薄型面状光源を安価に実現することが強く望まれており、従来、そのための各種試みがなされたが、実現することができなかった。
【００１７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、薄型で、輝度が高く、照明面内における輝度ムラが少なく、大面積の照明面を容易に実現することができ、照明面の設計自由度が高い面状光源を安価に提供せんとするも
のである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するため、本発明の面状光源は、比較的表面積の大きい第１の導光板と、前記第１の導光板に重なるように配置した比較的表面積の小さい複数の第２の導光板ならびに少なくとも前記第２の導光板に光を入射させる照射用光源とを有しており、前記第１の導光板の前記照射用光源が配置されている近傍に、前記照射用光源から前記第１の導光板に入射する光の量を抑制する手段としての光透過率抑制部が設けられていることを特徴としている。そして、本発明の面状光源は種々の形態をとることができるものである。
【００１９】
本発明の面状光源の例は、前記光透過率抑制部が前記第１の導光板の一部に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の面状光源の例は、前記光透過率抑制部が前記第１の導光板の前記照明用光源に対向する表面の一部を改質したものと前記表面に付着させた物質のいずれか一方または双方によって構成されていることを特徴としている。
【００２１】
本発明の面状光源の例は、前記光透過率抑制部が前記第１の導光板と前記照明用光源の間に配置された前記第１の導光板とは別の光透過率抑制板に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
本発明の面状光源の例は、前記光透過率抑制部が前記照明用光源に形成されていることを特徴としている。
【００２３】
本発明の面状光源の例は、前記光透過率抑制部が前記第２の導光板に形成されていることを特徴としている。
【００２４】
本発明の面状光源の例は、複数個の前記第２の導光板が前記第１の導光板の一方の側に配置され、前記照明用光源が前記１つの第２の導光板と他の第２の導光板の間に配置されていることを特徴としている。
【００２５】
本発明の面状光源の例は、少なくとも１つの前記第２の導光板の前記照明用光源からの光を入射させる端面が傾斜面になっていることを特徴としている。
【００２６】
本発明の面状光源の例は、前記照明用光源の両側に配置されている２つの前記第２の導光板の間隔が、前記第１の導光板に近い側で狭く前記第１の導光板から遠い側で広くなっていることを特徴としている。
【００２７】
本発明の面状光源の例は、少なくとも１つの前記照明用光源が前記第２の導光板と前記第１の導光板の少なくとも一方または双方に形成された開口部に配置されていることを特徴としている。
【００２８】
本発明の面状光源の例は、少なくとも１つの前記照明用光源が配置されている導光板の開口部に光透過率抑制部が配置されていることを特徴としている。
【００２９】
本発明の面状光源の例は、前記開口部の断面形状の少なくとも一部が菱形の一部を切断した形状であることを特徴としている。
【００３０】
本発明の面状光源の例は、前記開口部の少なくとも一部の光入射面がその形成されている導光板の表面となす角が４５度であることを特徴としている。
【００３１】
本発明の面状光源の例は、前記開口部の前記照明用光源を含む断面の開口部輪郭の形状が円形または楕円形の一部であることを特徴としている。
【００３２】
本発明の面状光源の例は、前記第１の導光板に光拡散板を重ねて配置したことを特徴としている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相
似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、重複する説明を省略することもある。
【００３４】
図１は本発明の実施の形態における面状光源の例を説明する斜視図である。図１で、符号１は本発明による面状光源で、２は照明面としての上部導光板、３はケース、９，１０は矢印である。
【００３５】
図２は図１のＡ１−Ｂ１で示した部分の断面図で、面状光源１の構造を説明する図である。図２で、符号４は直線管状の蛍光灯、５と６は上部導光板２の下側に配置された下部導光板で、図の左右方向の寸法を導光板の幅寸法として、導光板５は面状光源１の両側端部近傍に配置される比較的幅の狭い導光板、導光板６は導光板５より幅の広い導光板である。図２の実施の形態においては、導光板５の幅は導光板６の幅のほぼ半分の寸法になっている。
【００３６】
符号３０は上部導光板２の下面の蛍光灯４を配置する位置の近傍に設けられた光透過率抑制部、１０ａ、１０ｂは矢印である。図３は図２の下部導光板６に蛍光灯４からの光が入射して出射する様子を説明する断面図である。図３で符号８ａ〜８ｈは蛍光灯４ａ、４ｂから出射した光の進行方向を示す矢印である。
【００３７】
図３において、蛍光灯４ａ、４ｂからその周囲全方向に光が発せられる。蛍光灯４ａ、４ｂからは、矢印８ａ、８ｂ、８ｅ、８ｆで示すような上方への光と、矢印８ｃ、８ｇで示すような導光板６に入射し、導光板６内で反射されてそれぞれ矢印８ｄ、８ｈの方向に出射する光が、図３には図示していないが、図２のように蛍光灯４ａ、４ｂと導光板６の上方に配置されている導光板２に入射し、上方すなわち図２の矢印９の方向へ出射する。
【００３８】
図３から容易にわかることであるが、図３の上方から下方を見ると、蛍光灯４ａ、４ｂからの直接光が来る符号ＡとＣで示した範囲の明るさが蛍光灯４ａ４ｂから導光板６を介して光が出てくる符号Ｂで示した範囲の明るさよりも明るい。したがって、この蛍光灯４ａ、４ｂと導光板６の上に一様な大きな導光板を配置して面状光源を構成すると、蛍光灯４ａ、４ｂの真上が特に明るく導光板６の上が暗い面状光源になってしまう。
【００３９】
図２の光透過率抑制部３０は、この明るさのムラをなくし一様な明るさの面状光源を実現するために蛍光灯の真上近傍に設けられた特殊処理部分で、この光透過率抑制部３０によって蛍光灯から直接照射される部分の明るさを適宜弱めている。
【００４０】
この光透過率抑制部３０としては、たとえば、これに限られないが、上部導光板の下面の蛍光灯が配置される近傍に、ドットパターンなどの光拡散部を印刷、成型、レーザエッチングなどの技術を用いて光を適宜散乱させる層を形成したものを用いることができる。
【００４１】
図２の導光板２の裏面に光透過率抑制部３０を配置しない場合は、図３について説明したように、図２の導光板２の、図３の符号ＡとＣで示した部分に対応する部分が符号Ｂで示した部分に対応する部分よりもはっきりと明るくなって、明るさにムラのある面状光源になってしまうが、導光板２の蛍光灯４が配置される近傍に光透過率抑制部３０を配置したことによって、明るさにムラのない面状光源を得ることができる。
【００４２】
すなわち、１枚の導光板とその両側に配置される蛍光灯によって構成される面状光源（以下、単位面状光源ともいう）を、前記単位面状光源の導光板よりもはるかに広い面積を有する他の導光板の下に多数組並べて配置して大面積の面状光源を構成しても、前記大面積面状光源として各単位面状光源の境界部分の蛍光灯による明るさのムラがほとんどない状態にすることができる。しかも、各単位面状光源の輝度を大きくすることができるので、高輝度で任意の大きさの大面積面状光源を容易に実現することができる。
【００４３】
図４と図５は上部導光板２の裏側の蛍光灯近傍に設けられた光透過率抑制部３０の一例を説明する図で、図５は１つの光透過率抑制部３０を拡大して示した図である。この場合の光透過率抑制部３０はドット３０ａ〜３０ｃの如きドットパターンで構成されており、ドット３０ａ、３０ｂ、３０ｃの順にドット密度が低くなり、光透過率抑制の度合が小さくなっている。そして、たとえば図４の光透過率抑制部３０のドットの数が中央部が周辺部より多いというように、ドットの数の違いで示したように、導光板を照射する光源との位置関係に応じたグラデーション処理を施している。
【００４４】
図２の面状光源１の輝度を高める一つの方法として、導光板の質を高めることのみならず、蛍光灯を用いて説明した導光板を照射する光源の輝度を高めること、下部導光板５，６の寸法を小さくして各単位面状光源の輝度を高めること、導光板の光入射部の形状を工夫することなどがあげられる。
【００４５】
導光板を照射する光源としては、直線管状蛍光灯を例にとって本発明の実施の形態例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、好ましい光源として、通常用いられている蛍光灯の他に、たとえば、スリムライン、冷陰極などの棒状光源を用いることができ、発光ダイオードを用いることもできる。
【００４６】
このように構成した面状光源１は、高い輝度で明るさの均一な大面積の面状光源として用いることができ、さらに、図６に示すように上部導光板の上に光拡散板を配置して高輝度大面積面状光源として用いることができる。
【００４７】
図６は本発明の実施の形態としての面状光源を説明する断面図で、符号１１は面状光源、１２は光拡散板、２２は上部導光板、１４と１５は下部導光板、１３はたとえば蛍光灯などの導光板照射用光源である。図中面状光源１１のケースは省略してある。
【００４８】
図６において、上部導光板２２の下面の、導光板照射用光源１３に対向している部分の近傍には、図示していないが、光透過率抑制部を設けてある。
【００４９】
面状光源１１の各構成部分の詳細については前記の例に準ずるものである。
【００５０】
このような構成において、導光板照射用の光源１３として冷陰極管状光源を用いると、管状光源の太さを５ｍｍ直径程度にすることは容易であり、面状光源の厚味を１０〜１５ｍｍ位にすることは容易である。
【００５１】
そして、上記説明から明らかなことであるが、このような単位面状光源を必要に応じて任意の数を並列に配置して面状光源としての照明可能面積を任意に拡大しても、各単位面状光源部分およびそれらの境界部分（実際には前期単位面状光源部分と差がない）において十分に輝度ムラがなくなっているので、全体の輝度ムラがない状態で面状光源１１の面積を種々の仕様に合わせることができる。面状光源１１の照明面の輝度は、前記の如く要求される仕様に合わせて高めることができる。
【００５２】
導光板としては、透明な材質を用いることを基本とし、光透過率の高い樹脂やガラスなどが好ましい。
【００５３】
上部導光板の、下部導光板照射用光源の近傍に配置する光透過率抑制部は、反射層を利用することもできる。光透過率抑制部は、印刷、レーザ照射、成型加工、エッチング、機械加工など種々の方法で形成することができ、また、上部導光板とは別体に光透過率抑制部を作成しておき、上部導光板の下側面に装着することもできる。
【００５４】
図７は図６の上部導光板２２の下側面に形成された光透過率抑制部について説明する平面図で、符号３３ａと３３ｂは光透過率抑制部、２２ａと２２ｂは導光板２２の両側面である。
【００５５】
光透過率抑制部３３ａとその隣の３３ｂの中心間距離と光透過率抑制部３３ｂとその隣接する光透過率抑制部３３ｂの中心間距離はほぼ等しくなるように形成されており、光透過率抑制部３３ａの中心線とその隣接する導光板側面２２ａまたは２２ｂとの距離は光透過率抑制部３３ａと３３ｂの中心間距離の１／２になっている。
【００５６】
この各光透過率抑制部間の中心間距離と両端の光透過率抑制部と導光板側面の距離は、面状光源に要求される仕様によって任意に設定することができる。
【００５７】
そして、各光透過率抑制部３３ｂを同一の条件になるように形成し、各隣接する光透過率抑制部の中心間距離を等しくとることにより、導光板２２の下側に配置する当該各単位面状光源を同一仕様にすることができ、量産化を容易にし、面状光源１１の品質を揃えやすくできるとともに、面状光源１１の製造コストを安くすることができる。
【００５８】
図８〜図１０は導光板照射用光源から下部導光板に光を効果的に取り入れる例について説明する断面図である。
【００５９】
図８〜図１０において、符号５３，６３，７３は下部導光板照射用光源としての直線状冷陰極菅光源、５５，５６，６５，７５は下部導光板、５５ａ、５６ａ、６５ａ〜６５ｄ、７５ａ〜７５ｆはそれぞれ当該導光板の光入射面である。
【００６０】
図８の例では、導光板５５，５６光入射面５５ａ、５６ａを斜めに形成し、冷陰極線菅５３の上側における導光板５５と５６の間隔を狭くし、導光板の端面の光入射部の面積を大きくするとともに、冷陰極線菅５３から上方へ放射される光を導光板へ取り入れるようにしている。
【００６１】
図８において、図示しないが、下方に適宜反射体を配置して、下方へ逃げる光をも導光板に取り込むと、導光板の輝度を一層高めることができる。
【００６２】
図９と図１０は、下部導光板６５，７５の一部に冷陰極線菅光源６３，７３を挿入する穴をあけ、陰極線菅からの放射光をできるだけ多く導光板６５，７５に取り込むようにしたものである。
【００６３】
図９のように、導光板６５の開口部の端面６５ａ〜６５ｄを、菱形の上部を切り欠いた形状にし、導光板６５への入射光を水平方向から±４５度方向へ取り込んで導光板の輝度を高めるとともに導光板の輝度の均一性を良くできるようにすることができる。
【００６４】
なお、導光板６５の開口部を、端面６５ａ〜６５ｄのように±４５度にしたのに変えて、断面が円形状や楕円形状の一部の形状になるように形成して導光板の輝度の均一性を高めることもできる。
【００６５】
さらに、図１０に示したように、導光板７５の開口部の端面７５ａ〜７５ｆを導光板の水面線と±４５度の傾きをなすように形成し、開口部内での反射光及び下方への光の有効活用を図り、導光板の輝度を高めようとしたものである。
【００６６】
なお、光透過率抑制部としては、上部導光板である第１の導光板の裏面、すなわち冷陰極線管の如き導光板照射用光源を配置してある側の表面に形成したり、第１の導光板と導光板照射用光源との間に別に配置した、たとえば、フィルムや板状物体に形成したり、導光板照射用光源と一体に形成したり、導光板に設けた導光板照射用光源を入れる開口部の、たとえば入口に設けたり、上記各種の方法を適宜組み合わせて用いたり、種々の方法を用いて面状光源の明るさと輝度ムラを改善することができる。明るくて、輝度ムラのない、そして、必要に応じて大面積の面状光源を得るには、この光透過率抑制部の選択は重要な要素である。
【００６７】
本発明の面状光源と各種照明とを比較すると、以下のようになる。以下において、従来面状光源として用いられていた三例を比較例に用いた。
（１） 本発明による面状光源：８Ｗ（ワット）の冷陰極線菅を５本用いたもので、表面輝度が６０００ｃｄ（カンデラ）／ｍ２であった。
（２） 比較例１（室内照明）：２０Ｗの蛍光灯を５本用い、乳半カバーを付けたもので、表面輝度が２５００ｃｄ／ｍ２であった。このときの消費電力は１００Ｗである。
（３）比較例２（冷陰極エッジライト）：８Ｗの管状光源を４本用いたもので、表面輝度が７００ｃｄ／ｍ２であった。このときの消費電力は３２Ｗである。
（４） 比較例３（ＬＥＤエッジライト）：０．１Ｗで５ｍｍφのＬＥＤを２６６個用いた場合の表面輝度が２００ｃｄ／ｍ２であった。このときの消費電力は２６．６Ｗである。
【００６８】
以上、図１〜図１０を用いての実施の形態を用いて説明したが、本発明はこれらの形態に狭く限定されるものではなく、種々のバリエーションを可能とするものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の面状光源は、第１の導光板と、それに重ねて配置する第２の導光板および導光板照射用光源と、第１の導光板もしくは第１の導光板と導光板照射用光源の間に配置した光透過率抑制部とを有し、導光板照射用光源から直接第１の導光板を照射する光を光透過率抑制部によって適宜減衰させ、照明輝度の均一化を図るとともに、小さい照明光源はもちろん、輝度の高い広い照明面積を有する面状光源を容易に得ることができるようにしたものである。
【００７０】
本発明によれば、第１の導光板の下に配置する単位面状光源の数を多くしても輝度ムラを生じないので、輝度の高い広い面積の面状光源から小型の面状光源までの任意の仕様の面状光源を簡単につくることができる。そして、各単位面状光源として規格化したものを用いることができ、品質の安定化、量産化、コストダウンに大きな貢献をするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の面状光源の例を説明する斜視図である。
【図２】本発明の面状光源の例を説明する断面図である。
【図３】蛍光灯からの光が導光板に入射し出射する様子を説明する断面図である。
【図４】本発明の実施の形態例としての光透過率抑制部を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態例としての光透過率抑制部を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施の形態例としての面状光源を説明する断面図である。
【図７】上部導光板裏面の光透過率抑制部を説明する平面図である。
【図８】導光板へ入射される光の取り入れ方の一例を説明する断面図である。
【図９】導光板へ入射される光の取り入れ方の他の例を説明する断面図である。
【図１０】導光板へ入射される光の取り入れ方の他の例を説明する断面図である。
【図１１】従来の面状光源を説明する斜視図である。
【図１２】従来の面状光源の一例の断面図である。
【図１３】従来の面状光源の他の例の断面図である。
【図１４】従来の面状光源を集積して構成した面状光源を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１，１０１，１１０，１２１，１３１：面状光源
１０２：照明面
３，１０３，１１３，１２３，１３６：ケース
１０５，１１４：ケース下板
４，４ａ，４ｂ，１３，１０４，１１２，１３２ａ〜１３２ｃ：蛍光灯
８ａ〜８ｈ，９，１０，１０ａ，１０ｂ，１０７，１０８，１１６〜１１８，１３７ａ，１３７ｂ，１３８ａ〜１３８ｄ：矢印
５３，６３，７３：冷陰極線菅
１２５〜１２８：接続部分
３０，３０ａ〜３０ｃ，３３ａ，３３ｂ：光透過率抑制部
２，５，６，１２，１４，１５，２２，５５，５６，６５，７５：導光板
５５ａ，５６ａ，６５ａ〜６５ｄ，７５ａ〜７５ｆ：導光板の光入射面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-intensity thin planar light source, and more particularly, to a thin, planar light source that has high luminance, excellent luminance uniformity, and is easy to increase in area.
[0002]
[Prior art]
Small planar light sources that brighten the entire surface and illuminate the entire surface include backlights for display devices of watches and mobile phones, backlights for liquid crystal display panels of personal computers, outdoor lighting and outdoor displays. There are many needs such as a backlight of an apparatus, and an attempt to make the apparatus larger has been made.
[0003]
11 to 14 are views for explaining a conventional planar light source.
[0004]
FIG. 11 is a perspective view illustrating an example of a conventional planar light source. Reference numeral 101 denotes a planar light source, 102 denotes an illumination surface, 103 denotes a case, and 107 and 108 denote arrows.
[0005]
FIG. 12 is a cross-sectional view of a portion A2-B2 of the planar light source 101 in FIG. 11, in which a plurality of tubular fluorescent lamps 104 are arranged as a light source for illumination in a space surrounded by an illumination surface 102 and a case 103. A milky white translucent milk half plate is arranged as the surface 102.
[0006]
In FIG. 12, four linear tubular fluorescent lamps 104 are arranged below the illumination surface 102. The lower plate 105 of the case 103 is a reflective plate on the inside of which light is diffusely reflected. Light emitted from the illuminated fluorescent lamp 104 is combined with light traveling directly from the fluorescent lamp 104 toward the illumination surface 102 and the lower plate 105. Both of the light reflected to the illumination surface 102 are emitted from the illumination surface 102, which is a translucent milk half plate, in the direction of arrow 107 to become illumination light.
[0007]
In the example of FIG. 12, when a state in which light is emitted from the illumination surface 102 in the direction of arrow 107 is viewed from the direction of arrow 108, a bright image in the form of the fluorescent lamp 104 is seen through the illumination surface 102. Therefore, the distance between the illumination surface 102 and the fluorescent lamp 104 is set to be large to some extent so that a bright image in the shape of the fluorescent lamp 104 is made inconspicuous.
[0008]
For this reason, the planar light source as in this example has a major drawback that the thickness of the case is increased, and also reduces the shape of the fluorescent lamp 104 when the illumination surface 102 is viewed. It is difficult to obtain illumination with high brightness and uniform brightness over the entire surface.
[0009]
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a planar light source 110 using a light guide plate, which is a conventional example which can be said to be one method for solving this drawback. In FIG. 13, reference numeral 111 denotes a light guide plate, 112 denotes a linear tubular fluorescent lamp disposed on both sides of the light guide plate 111, 113 denotes a case, 114 denotes a lower plate of the case 113 on which the light guide plate 111 is mounted, and 116 to 116. Reference numeral 118 denotes an arrow.
[0010]
In FIG. 13, of the light emitted from the illuminated fluorescent lamp 112, the light that has traveled in the direction of arrow 116 travels into the light guide plate 111, is scattered in the light guide plate 111, and exits in the direction of arrow 117. It becomes illumination light.
[0011]
In the case of FIG. 13, the light guide plate 111 is an illumination surface. In this case, the brightness unevenness when viewed from the direction of arrow 118 is inconspicuous, and the thickness of the light source is reduced. However, it is darker than the so-called direct-type planar light source shown in FIG. 12, and its use is limited.
[0012]
As a planar light source, it is strongly desired to realize a high-luminance planar light source having a small thickness and a large illumination surface area.
[0013]
FIG. 14 is a perspective view illustrating a conventional planar light source that has attempted to solve such a problem. In FIG. 14, reference numeral 121 denotes a planar light source configured by arranging four planar light sources 122a to 122d similar to the planar light source using the light guide plate described with reference to FIG. Reference numeral 123 denotes a case, and reference numerals 125 to 128 denote connection portions connecting the four planar light sources 122a to 122d.
[0014]
The presence of the connection portions 125 to 128 blocks direct light from the fluorescent lamp, but causes luminance unevenness on the entire illumination surface and lowers the quality of illumination. Even if the connecting portions 125 to 128 are made as thin as possible, it is difficult to obtain a good quality planar light source.
[0015]
The conventional disadvantages described above are the same even when a cold cathode tube is used instead of a fluorescent lamp in the conventional planar light source as shown in FIGS.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there is a strong demand for inexpensively realizing a thin planar light source having an illumination surface with a high luminance and a small illumination unevenness and a large illumination area. In the past, various attempts have been made for that purpose. I couldn't.
[0017]
The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to easily realize a large-area illumination surface with a thin shape, high luminance, small luminance unevenness in the illumination surface, and freedom in designing the illumination surface. It is an object of the present invention to provide an inexpensive planar light source at a low cost.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object of the present invention, a planar light source according to the present invention comprises a first light guide plate having a relatively large surface area and a plurality of second light guide plates arranged to overlap the first light guide plate. A light guide plate and an irradiation light source for causing light to be incident on at least the second light guide plate, and in the vicinity of the first light guide plate where the irradiation light source is arranged, from the irradiation light source. A light transmittance suppressing section is provided as means for suppressing the amount of light incident on the first light guide plate. The planar light source of the present invention can take various forms.
[0019]
An example of the planar light source of the present invention is characterized in that the light transmittance suppressing portion is formed on a part of the first light guide plate.
[0020]
Examples of the planar light source of the present invention include any one of the first light guide plate in which a part of the surface of the first light guide plate facing the illumination light source is modified and a substance attached to the surface. Or one or both.
[0021]
In an example of the planar light source of the present invention, the light transmittance suppressing portion is provided on a light transmittance suppressing plate different from the first light guide plate disposed between the first light guide plate and the illumination light source. It is characterized by being formed.
[0022]
An example of the planar light source of the present invention is characterized in that the light transmittance suppressing portion is formed in the illumination light source.
[0023]
The example of the planar light source of the present invention is characterized in that the light transmittance suppressing portion is formed on the second light guide plate.
[0024]
In the example of the planar light source of the present invention, a plurality of the second light guide plates are arranged on one side of the first light guide plate, and the illumination light source is the one second light guide plate and the other. It is characterized by being arranged between the second light guide plates.
[0025]
An example of the planar light source according to the present invention is characterized in that an end surface of at least one of the second light guide plates through which light from the illumination light source is incident is an inclined surface.
[0026]
In the example of the planar light source of the present invention, the distance between the two second light guide plates disposed on both sides of the illumination light source is narrower on the side closer to the first light guide plate. The feature is that it is wider on the side farther from.
[0027]
An example of the planar light source of the present invention is characterized in that at least one of the illumination light sources is arranged in an opening formed in at least one or both of the second light guide plate and the first light guide plate. And
[0028]
An example of the planar light source according to the present invention is characterized in that a light transmittance suppressing section is disposed in an opening of a light guide plate in which at least one of the illumination light sources is disposed.
[0029]
An example of the planar light source according to the present invention is characterized in that at least a part of the cross-sectional shape of the opening has a shape obtained by cutting a part of a rhombus.
[0030]
An example of the planar light source according to the present invention is characterized in that at least a part of the light incident surface of the opening forms an angle of 45 degrees with the surface of the light guide plate in which the light incident surface is formed.
[0031]
An example of the planar light source of the present invention is characterized in that the shape of the opening contour of the cross section of the opening including the illumination light source is a part of a circle or an ellipse.
[0032]
An example of the planar light source of the present invention is characterized in that a light diffusing plate is arranged so as to overlap the first light guide plate.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each drawing used in the description schematically shows dimensions, shapes, arrangement relations, and the like of each component so that the present invention can be understood. For convenience of description of the present invention, the magnification may be partially changed in the drawings, and the drawings used in the description of the present invention may not necessarily be similar to the actual products and descriptions of the embodiments. Also, in each of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
[0034]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a planar light source according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a planar light source according to the present invention, 2 denotes an upper light guide plate as an illumination surface, 3 denotes a case, and 9 and 10 denote arrows.
[0035]
FIG. 2 is a sectional view of a portion indicated by A1-B1 in FIG. In FIG. 2, reference numeral 4 denotes a linear tubular fluorescent lamp, and reference numerals 5 and 6 denote lower light guide plates disposed below the upper light guide plate 2; Is a light guide plate having a relatively narrow width disposed near both side ends of the planar light source 1, and the light guide plate 6 is a light guide plate wider than the light guide plate 5. In the embodiment shown in FIG. 2, the width of the light guide plate 5 is approximately half the width of the light guide plate 6.
[0036]
Reference numeral 30 denotes a light transmittance suppressing portion provided on the lower surface of the upper light guide plate 2 near the position where the fluorescent lamp 4 is arranged, and reference numerals 10a and 10b denote arrows. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating how the light from the fluorescent lamp 4 enters and exits the lower light guide plate 6 of FIG. In FIG. 3, reference numerals 8a to 8h are arrows indicating the traveling direction of light emitted from the fluorescent lamps 4a and 4b.
[0037]
In FIG. 3, light is emitted from the fluorescent lamps 4a and 4b in all directions around the fluorescent lamps. From the fluorescent lamps 4a and 4b, upward light as indicated by arrows 8a, 8b, 8e and 8f and light incident on the light guide plate 6 as indicated by arrows 8c and 8g, and are reflected in the light guide plate 6 and respectively reflected. The light emitted in the directions of the arrows 8d and 8h, not shown in FIG. 3, enters the light guide plate 2 disposed above the fluorescent lamps 4a and 4b and the light guide plate 6 as shown in FIG. The light is emitted upward, that is, in the direction of arrow 9 in FIG.
[0038]
As can be easily understood from FIG. 3, when viewed from above in FIG. 3, the brightness in the range indicated by reference numerals A and C where the direct light from the fluorescent lamps 4a and 4b comes from the light guide plate from the fluorescent lamps 4a and 4b. 6 is brighter than the brightness in the range indicated by reference numeral B where light comes out. Therefore, when a large planar light guide plate is arranged on the fluorescent lamps 4a and 4b and the light guide plate 6 to form a planar light source, the area directly above the fluorescent lamps 4a and 4b is particularly bright and the top of the light guide plate 6 is dark. It becomes a planar light source.
[0039]
The light transmittance suppressing section 30 in FIG. 2 is a special processing portion provided just above the fluorescent lamp in order to eliminate the unevenness in brightness and to realize a planar light source with uniform brightness. The brightness of the portion directly illuminated from the fluorescent lamp is appropriately reduced by the rate suppressing section 30.
[0040]
As the light transmittance suppressing section 30, for example, but not limited to, a light diffusing section such as a dot pattern is printed, molded, laser-etched or the like on the lower surface of the upper light guide plate in the vicinity where the fluorescent lamp is arranged. A layer in which light is appropriately scattered using a technique can be used.
[0041]
When the light transmittance suppressing portion 30 is not arranged on the back surface of the light guide plate 2 of FIG. 2, as described with reference to FIG. 3, the light guide plate 2 of FIG. 2 corresponds to the portions indicated by reference numerals A and C in FIG. The light-emitting portion becomes clearer and brighter than the portion corresponding to the portion indicated by the reference character B, and becomes a planar light source with uneven brightness. By arranging the transmittance suppressing section 30, a planar light source having no unevenness in brightness can be obtained.
[0042]
That is, a planar light source (hereinafter, also referred to as a unit planar light source) constituted by one light guide plate and fluorescent lamps arranged on both sides thereof has a much larger area than the light guide plate of the unit planar light source. Even if a large number of planar light sources are arranged by arranging a large number of sets under another light guide plate, the unevenness in brightness due to the fluorescent lamp at the boundary between the unit planar light sources as the large area planar light source. Almost no state. In addition, since the luminance of each unit planar light source can be increased, a large-area planar light source having a high luminance and an arbitrary size can be easily realized.
[0043]
4 and 5 are diagrams illustrating an example of the light transmittance suppressing portion 30 provided near the fluorescent lamp on the back side of the upper light guide plate 2, and FIG. 5 is an enlarged view of one light transmittance suppressing portion 30. FIG. In this case, the light transmittance suppressing section 30 is formed of a dot pattern such as the dots 30a to 30c, and the dot density decreases in the order of the dots 30a, 30b, and 30c, and the degree of light transmittance suppression decreases. Then, as shown by the difference in the number of dots, for example, the number of dots in the light transmittance suppressing unit 30 in FIG. The gradation processing is performed according to it.
[0044]
One way to increase the brightness of the planar light source 1 of FIG. 2 is not only to improve the quality of the light guide plate but also to increase the brightness of the light source that irradiates the light guide plate described with the fluorescent lamp. , 6 are reduced to increase the brightness of each unit planar light source, and the shape of the light incident portion of the light guide plate is devised.
[0045]
As the light source for irradiating the light guide plate, the embodiment of the present invention has been described by taking a linear tubular fluorescent lamp as an example. However, the present invention is not limited to this, and the preferred light source is a commonly used fluorescent light source. In addition to the lamp, for example, a rod-shaped light source such as a slim line or a cold cathode can be used, and a light emitting diode can also be used.
[0046]
The planar light source 1 thus configured can be used as a large-area planar light source with high brightness and uniform brightness, and furthermore, a light diffusion plate is arranged on the upper light guide plate as shown in FIG. Thus, it can be used as a high-luminance large-area planar light source.
[0047]
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a planar light source according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 11 denotes a planar light source, 12 denotes a light diffusing plate, 22 denotes an upper light guide plate, 14 and 15 denote lower light guide plates, and 13 denotes a light guide plate. For example, it is a light guide plate light source such as a fluorescent lamp. In the figure, the case of the planar light source 11 is omitted.
[0048]
In FIG. 6, although not shown, a light transmittance suppressing section is provided on the lower surface of the upper light guide plate 22 near a portion facing the light guide plate irradiation light source 13.
[0049]
The details of each component of the planar light source 11 conform to the above-described example.
[0050]
In such a configuration, when a cold cathode tubular light source is used as the light source 13 for illuminating the light guide plate, it is easy to make the thickness of the tubular light source about 5 mm in diameter, and the thickness of the planar light source is about 10 to 15 mm. It is easy to do.
[0051]
And, as is apparent from the above description, even if such unit planar light sources are arranged in an arbitrary number in parallel as necessary, and the illuminable area as the planar light source is arbitrarily enlarged, Since the luminance unevenness has sufficiently disappeared at the unit planar light source portion and at the boundary portion thereof (actually, there is no difference from the unit planar light source portion), the area of the planar light source 11 in a state where there is no overall luminance unevenness Can be adjusted to various specifications. The luminance of the illumination surface of the planar light source 11 can be increased in accordance with the required specifications as described above.
[0052]
The light guide plate is basically made of a transparent material, and is preferably made of a resin or glass having a high light transmittance.
[0053]
The light transmittance suppressing portion disposed in the upper light guide plate near the light source for irradiating the lower light guide plate may use a reflective layer. The light transmittance suppressing portion can be formed by various methods such as printing, laser irradiation, molding, etching, and machining, and the light transmittance suppressing portion is formed separately from the upper light guide plate. , Can be mounted on the lower surface of the upper light guide plate.
[0054]
FIG. 7 is a plan view illustrating a light transmittance suppressing portion formed on the lower surface of the upper light guide plate 22 of FIG. 6, where reference numerals 33a and 33b denote light transmittance suppressing portions, and reference numerals 22a and 22b denote both side surfaces of the light guide plate 22. It is.
[0055]
The center distance between the light transmittance suppressing portion 33a and the center 33b adjacent thereto and the center distance between the light transmittance suppressing portion 33b and the center between the adjacent light transmittance suppressing portions 33b are formed to be substantially equal. The distance between the center line of the suppressing portion 33a and the adjacent light guide plate side surface 22a or 22b is の of the distance between the centers of the light transmittance suppressing portions 33a and 33b.
[0056]
The center-to-center distance between the light transmittance suppressing portions and the distance between the light transmittance suppressing portions at both ends and the side surface of the light guide plate can be arbitrarily set according to the specifications required for the planar light source.
[0057]
Then, the respective light transmittance suppressing portions 33b are formed so as to have the same condition, and the distance between the centers of the adjacent light transmittance suppressing portions is set to be equal to each other, so that each unit disposed below the light guide plate 22 is formed. The planar light sources can have the same specifications, mass production can be facilitated, the quality of the planar light sources 11 can be easily made uniform, and the manufacturing cost of the planar light sources 11 can be reduced.
[0058]
8 to 10 are cross-sectional views illustrating an example in which light is effectively taken in from the light guide plate irradiation light source to the lower light guide plate.
[0059]
8 to 10, reference numerals 53, 63, 73 denote linear cold cathode tube light sources as light sources for irradiating the lower light guide plate, 55, 56, 65, 75 denote lower light guide plates, 55a, 56a, 65a to 65d, 75a. Reference numerals 75f to 75f denote light incident surfaces of the light guide plate, respectively.
[0060]
In the example of FIG. 8, the light incident surfaces 55a and 56a of the light guide plates 55 and 56 are formed obliquely, the interval between the light guide plates 55 and 56 on the upper side of the cold cathode ray tube 53 is narrowed, and the light incident portion on the end face of the light guide plate is formed. The area is increased, and light emitted upward from the cold cathode ray tube 53 is taken into the light guide plate.
[0061]
In FIG. 8, although not shown, if a reflector is appropriately disposed below and light that escapes downward is also taken in the light guide plate, the brightness of the light guide plate can be further increased.
[0062]
9 and 10, holes are formed in a part of the lower light guide plates 65 and 75 for inserting the cold cathode ray tube light sources 63 and 73 so that the light emitted from the cathode ray tube is taken into the light guide plates 65 and 75 as much as possible. Things.
[0063]
As shown in FIG. 9, the end surfaces 65 a to 65 d of the opening of the light guide plate 65 are formed by cutting out the upper part of a rhombus, and the light incident on the light guide plate 65 is taken in ± 45 degrees from the horizontal direction to form the light guide plate. The brightness can be increased and the uniformity of the brightness of the light guide plate can be improved.
[0064]
In addition, the opening of the light guide plate 65 is changed to ± 45 degrees like the end faces 65a to 65d, and the cross section is formed to have a part of a circular shape or an elliptical shape, and the brightness of the light guide plate is changed. Can be improved.
[0065]
Further, as shown in FIG. 10, the end faces 75a to 75f of the opening of the light guide plate 75 are formed so as to have an inclination of ± 45 degrees with respect to the water surface line of the light guide plate, and the reflected light in the opening and the downward The aim is to increase the brightness of the light guide plate by effectively utilizing light.
[0066]
The light transmittance suppressing portion may be formed on the back surface of the first light guide plate as the upper light guide plate, that is, on the surface on which the light source for irradiating the light guide plate such as a cold cathode ray tube is disposed, A light guide plate light source provided separately between the light guide plate and the light guide plate light source, for example, formed on a film or a plate-like object, integrally formed with the light guide plate light source, or provided on the light guide plate It is possible to improve the brightness and brightness unevenness of the planar light source by providing an opening at the entrance, for example, at the entrance, appropriately using the various methods described above, or using various methods. The selection of the light transmittance suppressing section is an important factor in obtaining a bright, non-uniform luminance and, if necessary, a large area planar light source.
[0067]
A comparison between the planar light source of the present invention and various illuminations is as follows. In the following, three examples conventionally used as a planar light source were used as comparative examples.
(1) Surface light source according to the present invention: Five cold cathode ray tubes of 8 W (watt) were used, and the surface luminance was 6000 cd (candela) / m 2.
(2) Comparative example 1 (indoor lighting): Five fluorescent lamps of 20 W were used and a half-cover was attached, and the surface luminance was 2500 cd / m2. The power consumption at this time is 100W.
(3) Comparative example 2 (cold cathode edge light): Four 8W tubular light sources were used, and the surface luminance was 700 cd / m2. The power consumption at this time is 32W.
(4) Comparative Example 3 (LED edge light): Surface luminance was 200 cd / m 2 when 266 5 mmφ LEDs at 0.1 W were used. The power consumption at this time is 26.6W.
[0068]
As described above, the embodiments have been described with reference to FIGS. 1 to 10, but the present invention is not limited to these embodiments narrowly, and allows various variations.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, the planar light source of the present invention includes a first light guide plate, a second light guide plate and a light source for irradiating the light guide plate arranged so as to overlap with the first light guide plate, and the first light guide plate or the first light guide plate. A light transmittance suppressor disposed between the light guide plate irradiation light sources, wherein light irradiating the first light guide plate directly from the light guide plate irradiation light source is appropriately attenuated by the light transmittance suppression unit to appropriately reduce illumination brightness. In addition to achieving uniformity, not only a small illumination light source but also a planar light source having a high luminance and a wide illumination area can be easily obtained.
[0070]
According to the present invention, luminance unevenness does not occur even if the number of unit planar light sources arranged under the first light guide plate is increased, so that a wide area planar light source with high luminance to a small planar light source can be obtained. It is possible to easily make a planar light source of any specification. Then, standardized light sources can be used as the unit planar light sources, which greatly contribute to stabilization of quality, mass production, and cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a planar light source according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a planar light source according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating how light from a fluorescent lamp enters and exits a light guide plate.
FIG. 4 is a diagram illustrating a light transmittance suppressing section as an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a light transmittance suppressing unit as an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a planar light source as another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view illustrating a light transmittance suppressing section on the back surface of the upper light guide plate.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of how to take light incident on the light guide plate.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating another example of how to take in light incident on the light guide plate.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another example of how to take in light incident on the light guide plate.
FIG. 11 is a perspective view illustrating a conventional planar light source.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an example of a conventional planar light source.
FIG. 13 is a cross-sectional view of another example of the conventional planar light source.
FIG. 14 is a perspective view illustrating a planar light source formed by integrating conventional planar light sources.
[Explanation of symbols]
1, 101, 110, 121, 131: planar light source 102: illumination surface 3, 103, 113, 123, 136: case 105, 114: case lower plate 4, 4a, 4b, 13, 104, 112, 132a to 132c. : Fluorescent lamps 8a to 8h, 9, 10, 10a, 10b, 107, 108, 116 to 118, 137a, 137b, 138a to 138d: Arrows 53, 63, 73: Cold cathode ray tubes 125 to 128: Connection parts 30, 30a 30c, 33a, 33b: light transmittance suppressing parts 2, 5, 6, 12, 14, 15, 22, 55, 56, 65, 75: light guide plates 55a, 56a, 65a to 65d, 75a to 75f: light guide plates Light incident surface of
